基于色度分析的蓝莓果实采收标准研究*

邵 姁，李永强，张真真，王 月，郭卫东，朱友银

(1.浙江师范大学 化学与生命科学学院,浙江 金华 321004;2.金华职业技术学院 农业与生物工程学院，浙江 金华 321007；3.定海区林业工作站，浙江 舟山 316000)



基于色度分析的蓝莓果实采收标准研究*

邵 姁1，李永强1，张真真3，王 月1，郭卫东1，朱友银2

(1.浙江师范大学 化学与生命科学学院,浙江 金华 321004;2.金华职业技术学院 农业与生物工程学院，浙江 金华 321007；3.定海区林业工作站，浙江 舟山 316000)

在蓝莓果实自动化分级包装过程中，成熟度自动检测具有重要意义.以布里吉他和夏普蓝2个品种蓝莓果实为材料，根据成熟过程中果实的颜色变化，将其分为5个成熟阶段，分别测定了不同阶段蓝莓果实的色度值、硬度、果形指数、鲜果质量、可溶性固形物含量、花青素含量和糖酸比等指标.结果显示：随着蓝莓果实成熟度的不断增加，色度值发生规律性变化，生长指标和内在品质也发生显著性变化；当达到第4和第5阶段时，果实基本成熟，品质较高，此时夏普蓝果实色度值象限分布为0

蓝莓果实；色度分析；品质；采收标准

蓝莓(Vacciniumspp.)又称越橘、蓝浆果，隶属杜鹃花科越橘属多年生落叶或常绿灌木[1],因果实中富含花青甙，具有抗氧化能力强、营养价值高等特点，倍受人们的喜爱，被国际粮农组织列为人类5大健康食品之一[2]和世界第3代水果行列[3].

色泽是衡量果实品质的重要指标之一[4]，据此可以判断果实的成熟度，同时也是果实生产采收的重要参考标准[5].但在果实采摘过程中，如果仅凭肉眼，无法根据果实颜色准确判断其内含物的含量，需要将样品送到相关实验室进行测定，技术要求较高，普通农民无法完成，不利于规模化采摘.这就要求在果实不同成熟阶段建立颜色与关键品质的对应关系.利用色度学原理与方法可以从明度、色调和饱和度3个方面定量化了解颜色信息[6].张显川等[7]发现不同树体部位红富士苹果的色度不同，其品质也不同.随后，在柑橘[8]、苹果[9]、梨[10]、火龙果[11]等果实上也证实色度值和品质之间有较大的对应关系.

在蓝莓果实成熟过程中，颜色会不断地发生变化，完全成熟后呈蓝色，是采摘的主要参考指标.但不同蓝莓品种或不同成熟阶段果实的着色程度不同，其关键品质也不同，无法通过肉眼准确判断，需要研究蓝莓果实颜色量值和关键品质的对应关系.为此，本研究根据蓝莓果实成熟过程中颜色转变的特点，将果实成熟度分为5个阶段，分别测定了不同阶段果实的色度值、鲜果质量、硬度、果形等感官指标，以及花青素和可溶性固形物含量、糖酸比等内在品质指标，分析了蓝莓果实色度值与关键品质之间的对应关系，为蓝莓果实的标准化采摘和自动化检测提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 实验材料

布里吉他和夏普蓝2个品种的蓝莓果实于2013年5-6月采自浙江省金华市雅畈镇石南塘村试验基地.根据蓝莓果实的发育特点，挑选大小、成熟度相对一致、无病虫害、无机械伤的果实，将其成熟度分为5个等级，分别为初果、白转绿、绿转红、红转蓝和深蓝.

1.2 色度测定

每个阶段选取9个果实，采用柯尼卡美能达(Chroma Meter CR-400)Konika-Minolta便携手持式色度计测定色度，测定的部位涵盖整个果实，包括3个侧面和底部.每个果实重复测定3次，取平均值.

1.3 生长指标测定

硬度测定采用GY-1型水果硬度计(最小量程为0.5 kg/cm2)；采用游标卡尺测定果实的纵、横径；鲜果质量测定采用万分之一天平称量.

1.4 内在品质指标测定

花青素采用丙酮水溶液萃取法提取，使用紫外分光光度法进行含量测定[12].可溶性固形物(soluble solids content,SSC)含量用手持阿贝折光仪(MASTER-T Brix0.0～33.0%)测定.可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[13].可滴定酸含量测定采用酸碱滴定法，以苹果酸的质量分数表示[14].

1.5 数据处理

2 结果与分析

2.1 蓝莓果实色度值的测定

用色度计分别对布里吉他和夏普蓝的果实进行色度测量，利用色度学原理和方法建立果实的色度坐标，以a为X轴(+a为红色，-a为绿色)，b为Y轴(+b为黄色，-b为蓝色)，如图1所示.分析发现：同一成熟度的果实色度值集中在同一象限；不同品种果实的色度值在第2阶段所处象限不同，夏普蓝(见图1(a))处在第二象限，而布里吉他(见图1(b))处在第一象限，可能是由于不同品种果实的着色程度不同造成的.在第4阶段，两者处在第一和第四象限，但夏普蓝果实的色度值主要集中在3.75

(a)夏普蓝 (b)布里吉他图1 不同品种蓝莓果实的色度值分布图

2.2 不同成熟度果实生长指标测定

从表1可以看出，随着蓝莓果实成熟度加深，单果质量、纵横径具有不断增大的趋势，而硬度逐渐下降.在成熟第5阶段时，布里吉他果实单果质量和体积比夏普蓝果实大，硬度较低.

表1 蓝莓果实的单果质量、果形指数、硬度的变化

注：不同的小写字母表示差异程度不同.

2.3 不同成熟度果实中花青素含量的变化

从图2可以看出，随着果实成熟度的不断增加，2个品种蓝莓果实中的花青素含量逐渐增加，到第5阶段达到最高，夏普蓝果实的花青素含量高于 布里吉他果实，为379.35 mg/L，布里吉他果实的花青素含量为306.44 mg/L.

2.4 不同成熟度果实中可溶性固形物含量及糖酸比的变化

可溶性固形物指蓝莓汁液中的溶质，主要由可溶性糖和有机酸等营养成分组成.可溶性固形物含量是衡量蓝莓果实品质的一个重要指标，也是蓝莓果实加工特性的一个重要的衡量指标.由图3可知，随着成熟度的增加，2个品种蓝莓果实的可溶性固形物含量也逐渐升高，夏普蓝的最高值可达10.17%，布里吉他的可达9.27%.

图2 不同品种蓝莓果实不同成熟阶段花青素含量的变化

图3 不同品种蓝莓果实不同色度阶段可溶性固形物含量的变化

图4 不同品种蓝莓果实不同成熟阶段的糖酸比

可滴定酸与可溶性糖的含量也是确定蓝莓果实品质的一个重要指标，它决定着蓝莓果实的风味品质及果实是否达到采收标准.由图4可以看出：随着果实成熟度的不断增加，糖酸比值不断增大，到第4阶段时，夏普蓝果实的糖酸比为6.728，布里吉他果实为5.486；到第5阶段，夏普蓝果实的糖酸比达到10.704，布里吉他果实为11.630.说明不同品种之间同一色度阶段果实的糖酸比存在差别.

3 讨论与结论

利用色度学原理和方法建立色度坐标，可以准确快捷地获得果实色度的坐标，对果皮的颜色有一个直接而全面的了解，比传统测量着色面积或测定花青苷含量更直观，而且对果实无伤害，更科学方便[15-17].本研究通过对夏普蓝和布里吉他果实色度值和关键品质指标的测定，获得了不同成熟度蓝莓果实色度值与品质的对应关系.通过该方法还可以建立更多蓝莓品种果实色度和关键品质之间的对应关系，为自动化检测及分选系统的构建奠定基础.

蓝莓果实的成熟是一个复杂的生理生化过程，其间果实发生一系列的变化，主要特征之一为果实的单果质量随着成熟度增高而呈现增加的趋势，硬度则下降.可滴定酸与可溶性糖的含量也是确定蓝莓果实品质的一个重要指标，它决定着果实的风味品质及果实是否达到采收标准.实践证明，良好的风味必须在较高的含糖量基础上有合适的糖酸比.酸度过大，不易被人们接受；糖含量高、酸度过低，而味淡；糖酸含量均过低，即使有合适的糖酸比，也会令人感到淡而无味.合适的糖酸比为6.9～10.8[18].在贮藏过程中，果实的硬度是影响贮藏效果的关键因素之一[19].因此，以本研究结果为基础，根据采后处理要求不同，可以选择不同的采收标准.若进行长距离运输或贮藏保鲜，夏普蓝和布里吉他果实的最佳采摘时期应该在第4阶段，此时夏普蓝果实的色度值主要集中在3.75

从以上实验结果可以看出，果实表皮的颜色可以作为蓝莓果实采收的标准，而适时采收对果实品质是重要的保障.如果采收过早，果实成熟度低、硬度过大、单果质量小、花青素含量低，可溶性固形物含量也不高，口味不佳，即使经过贮藏后熟也达不到产品应有的品质.在田间使用便携式色度测定计对果实色度进行测定，色度值在上述范围内即可进行采摘，有利于保证果实的品质.

[1]胡雅馨,李京,惠伯棣.蓝莓果实中主要营养及花青素成分的研究[J].食品科学,2006,27(10):600-603.

[2]史海芝,刘惠民.国内外蓝莓研究现状[J].江苏林业科技,2009,36(4):48-51.

[3]段宇,张萌萌,曲文颖,等.不同采收期对蓝莓抗氧化物质的影响[J].中国林副特产,2013(2):7-9.

[4]李猛,王雷存,任小林,等.陕西地区红富士苹果冠层果实品质差异及相关性分析[J].果树学报,2010,27(6):859-863.

[5]贺艳楠,魏永胜,郑颖.水果成熟度无损检测技术研究进展[J].北方园艺,2010(3):208-212.

[6]冯社章,高照全,张显川.开心形改造对苹果色度的影响[J].中国农学通报,2011,27(4):72-75.

[7]张显川,高照全,舒先迂,等.苹果开心形树冠不同部位光合与蒸腾能力的研究[J].园艺学报,2005,32(6):975-979.

[8]Alós E,Cercós M,Rodrigo M J,et al.Regulation of color break in citrus fruits.Changes in pigment profiling and gene expression induced by gibberellins and nitrate,two ripening retardants[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2006,54(13):4888-4895.

[9]Solovchenko A E,Avertcheva O V,Merzlyak M N.Elevated sunlight promotes ripening-associated pigment changes in apple fruit[J].Postharvest Biology and Technology,2006,40(2):183-189.

[10]Huang C,Yu B,Teng Y,et al.Effects of fruit bagging on coloring and related physiology,and qualities of red Chinese sand pears during fruit maturation[J].Scientia Horticulturae,2009,121(2):149-158.

[11]Rebecca O P S,Boyce A N,Chandran S.Pigment identification and antioxidant properties of red dragon fruit (Hylocereuspolyrhizus)[J].African Journal of Biotechnology,2010,9(10):1450-1454.

[12]赵美丽,屈文峰,边风根,等.蓝莓原花青素的提取与检测方法[J].江西化工,2014(2):123-125.

[13]张国伟,李彩霞,王艳峰,等.高效液相法与硫酸-蒽酮法测定猪苓多糖含量比较[J].天然产物研究与开发,2011,23(6):1099-1109.

[14]傅丽娜,孙旭科,吴超,等.水杨酸处理对猕猴桃细胞壁的影响[J].山西农业科学,2012,40(7):712-715.

[15]曹建康,姜微波,赵玉梅.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京：中国轻工业出版社,2007:22-27.

[16]吴谋成.食品分析与感官评定[M].北京：中国农业出版社,2002:26-28.

[17]张意静.食品分析技术[M].北京:中国轻工业出版社,2001:115-116.

[18]刘华.蓝莓贮藏加工技术研究[D].金华：浙江师范大学,2012.

[19]冯斌,汪懋华.基于颜色分形的水果计算机视觉分级技术[J].农业工程学报,2002,18(2):141-144.

(责任编辑 薛 荣)

A study on harvesting standard of blueberry fruit based on chrominance analysis

SHAO Xu1,LI Yongqiang1,ZHANG Zhenzhen3,WANG Yue1,GUO Weidong1,ZHU Youyin2

(1.CollegeofChemistryandLifeSciences,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua321004,China; 2.CollegeofAgriculturalandBiologicalEngineering,JinhuaPolytechnic,Jinhua321007,China; 3.DinghaiForestryWorkstantion,Zhoushan316000,China)

Since the significance of maturity detection during the process of automation grading,packing in blueberry fruits,in order to record accurately and completely the process of the color changes,a kind of chromatic coordinates was built,which was based on chrome value obtained by colorimeter.It would be of potential application value in the blueberry fruit grading packaging production line.Through divided the northern high bush Brigitta and the southern high bush Sharpblue into five continuous parts according to the color change in ripe period,the following variables were observed:chromatic value,fruit types,firmness and fresh fruit weight,soluble solid substance,anthocyanin content,the ratio of sugar and acid,a corresponding relationship between chromatic value and the key quality was established.It was showed that a regular change on chromatic values was presented in this research as well as significant changes on internal quality and sensory indexes with the increasing maturity of blueberry.Moreover,with fruits becoming bigger,anthocyanin content,soluble solid substance and the ratio of sugar and acid was still increasing,whereas the fruit firmness was decreasing.When it reached at the 4th and 5th stages,fruits were ripe on the whole and had good quality.At this point,the chrome values could be regarded as harvesting standards,the value of Sharpblue was 0

blueberry fruit; chrominance analysis; quality; harvesting standard

10.16218/j.issn.1001-5051.2016.01.012

��2015-03-24；

2015-04-14

浙江省公益技术应用研究计划项目(2013C32074)

邵 姁(1989-)，女，浙江金华人，硕士研究生．研究方向:生物化学与分子生物学．通信作者：李永强.E-mail:lyq@zjnu.cn

S663.9

A

1001-5051(2016)01-065-05